川煤华荣能源攀煤公司小宝鼎煤矿 四川攀枝花 617013
摘要：8332-5工作面受16#向斜影响，致使工作面中部呈"凹"状，回采过程中，工作面最低处会有积水，给回采和排水带来很大困难，为避免当8332-5工作面推进到积水区域下部时，采空区积水通过采动裂隙突然涌入8332-5工作面，发生突透水事故，威胁职工生命安全，造成工作面设备损毁，八区通风系统瘫痪等重大事故，矿组织开展了工作面水文地质条件调查及水源分析，研究提出了工作面水害综合治理技术，指导了工作面防治水工作，对保障工作面安全生产具有重大意义。
关键词：复杂地质条件；煤层群；工作面水害综合治理技术
一、背景及意义
8332-5工作面为小宝鼎煤矿八采区最后一个综采工作面，工作面中部受16#向斜影响，致使工作面中部呈"凹"状，回采过程中，工作面最低处会有积水，给回采和排水带来很大困难。由于上覆已开采的32#煤层在S16号向斜轴部呈‘锅底’状，在‘锅底’与8322-6工作面风巷的专用排水口间的较低区域内仍存有大量积水，当8332-5工作面推进到积水区域下部时，8322-6工作面采空区积水便会通过采动裂隙（平均层间距8m）突然涌入8332-5工作面，发生突透水事故，威胁职工生命安全，造成工作面设备损毁，八区通风系统瘫痪等重大事故。因此对威胁8332-5工作面的水源进行综合治理，确保工作面安全回采十分必要。
二、工作面水文地质条件及水源分析
该工作面上覆32#煤层已开采，由于S16号向斜轴部影响，上覆区域32#煤层S16号向斜轴部采空区水无法排出，可能通过裂隙和砂岩层渗入8332-5工作面。
8332-5工作面靠近八区地表，地面有水库、季节性河流等，大气降雨补给水源充足，受地质构造影响，大气降雨、老窑水、8322-6采空区积水等对该工作面的回采影响较大。
通过实地调查和资料分析得知工作面充水水源有：
水源一：大气降雨
雨季期间大气降雨通过地表裂缝、裂隙等导水通道渗透进入8332-5工作面，补给量充足，根据近几年监测，八区雨季期间涌水量在20m3/h——65m3/h。
水源二：老窑水
随着工作面的开采，顶板冒落，裂隙发育，顶板裂隙导通八区上部原小窑、私挖盗采破坏范围的汇集了大量老窑水。这部分水最后通过裂隙汇集到8332-5工作面，严重威胁工作面安全回采。
水源三：8322-6采煤工作面采空区积水
受16号向斜影响，8322-6采煤工作面在S16号向斜轴部依然呈‘锅底’状。在‘锅底’与8322-6工作面风巷的专用排水口间的较低区域内仍存有大量积水。当8332-5工作面推进到积水区域下部时，采空区积水便通过采动裂隙突然涌入8332-5工作面，发生突透水事故，威胁职工生命、设备安全。
三、工作面水害综合治理技术
3.1、物探
为查明8322-6工作面采空区积水情况，小宝鼎煤矿用瞬变电磁仪对8322-6工作面采空区进行了物探。将发射、接收线框平面的法线对准采空区方向进行探测，以反映采空区内部的地质异常。根据探测区域顶板视电阻率变化情况，表明在距8322-5工作面回风巷43米外视电阻率分布较低，结合地质资料分析，应为8322-6工作面目标采空区，且赋水性反应较大，说明采空区有积水存在。
3.2 老空水探放
8332-5工作面上覆对应采空区为8322-6工作面，该采空区部分积水沿8322-6风巷至8332-5风巷的专用排水巷外排。由于8322-6工作面采空区受16号向斜轴部影响，呈‘锅底’状。‘锅底’为该采空区内的一个最低点，8322-6工作面的专用排水巷标高比8322-6工作面采空区‘锅底’高近2.0米，造成8322-6工作面采空区‘锅底’处积水无法自流排出。通过物探，表明在‘锅底’与8322-6工作面风巷的专用排水口间的较低区域内有积水。
为了消除该区域内积水对8332-5采煤工作面回采的影响, 矿成立了探放水领导小组，负责8322-6工作面采空区‘锅底’处积水的探放水设计、施工安全技术管理。
3.2.1 8322-6采空区S16轴部积水量估算
根据8322-6采空区实际情况及老窑老空积水量的估算公式：
=（0.45×3.0×75×2.0）/sin5°
=2323.5 m3
3.2.2 8322-6采空区探放水设计
经计算8322-6采空区‘锅底’积水约有2323.5m3。积水区域清楚，因此选择在8332-5回风巷距7#导线点13.5m处安设钻机，该位置底板标高为+1154.9m，钻机安设高度1.2m。共设计2个钻孔，其中B-B1施钻方位90°、施钻角度（仰角）为10°、施钻深度63.3m；B-B2施钻方位98°、施钻角度（仰角）为10°、施钻深度63.5m。8322-6采空区锅底最低点标高+1166.5m。
3.3 疏、堵、截
对进入8332-5工作面的其他水源进行疏、堵、排、截，减少进入8332-5工作面S16向斜轴部的涌水量。矿在8332-5工作面与八区车场的联络巷处修筑了挡水墙，阻止8322-1工作面采空区水、8332-1工作面采空区水、八区车场的水进入8332-5采煤工作面；对8322-2工作面采空区水、8332-2工作面采空区水、8332-4工作面采空区水采取埋设4寸管的方式，将水引入八区水仓。再通过八区专用排水巷——+1060m主石门——矿井总排水巷排出地表，此方案减少了3——10m3/h（雨季时期最大）的涌水进入8332-5综采工作面，减少了该工作面S16向斜轴部积水对生产的影响。
3.4 施工排水沟
为减少工作面积水的影响，最终实现工作面自流排水，矿课题组设计在八区西排水巷与8332-5风巷贯通处到工作面S16向斜轴部积水处拉底施工排水沟。待工作面溜子机尾推进至回风巷排水巷（八区西排水巷）处，采用爆破拉底由工作面S16向斜轴部积水处向回风巷与西排水巷的排水反眼透口处施工一排水沟，截断8322-5工作面以南采空区补给水，使工作面水采用自流排水的方式，通过八区西排水巷的排水反眼排出工作面S16向斜轴部积水。
设计施工的排水沟宽0.7米，深以能自流排出S16向斜轴部积水为准（0.5——2.0米），长度为从工作面S16向斜轴部积水处到西排水巷的排水反眼（详见附图二）。
要求排水沟施工好后使用废旧皮带、锚网、铁道水管等配合半圆木将排水沟掩盖好，防止工作面推过后采空区顶板垮落堵塞排水沟。
通过施工排水沟，工作面继续向前推进过程中，工作面采空区后方的涌水大部分就可通过排水沟排到八区西排水巷排出，工作面煤壁区顶板滴琳水则通过安设潜水泵抽排，减少了积水对工作面原煤运输、机械设备、原煤生产的影响。
四、取得的成效
通过在八区皮带道的各个下山进行截流，在八区西排水巷与8332-5风巷贯通处工作面拉底施工排水沟，截断工作面采空区向工作面的涌水，缓解了工作面抽排水压力；通过施钻探放水排出了8322-6工作面采空区轴部积水近2500m3, 刚揭露8322-6采空区时的最大放水量为18.6m3/h，最后放水孔涌水量稳定在1—3 m3/h,8332-5工作面回采过8322-6采空区积水区域时，杜绝了水害事故发生；回采期间工作面抽排水量约为184d×24h×8=35000 m3，加强劳动组织和顶板管理等水害综合治理措施，减少了8332-5工作面的涌水量和8332-5工作面S16向斜轴部积水量，降低了工作面积水对回采的影响。
小宝鼎煤矿通过采用经济合理的水害综合治理技术，达到了8332-5工作面水害治理目标，取得了较好的水害治理效果，杜绝了重特大突透水水害事故发生，减少了生产事故影响时间，确保了工作面安全回采，经济社会安全效益显著。
论文作者:杨开安
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/23
标签：工作面论文; 采空区论文; 积水论文; 向斜论文; 水害论文; 锅底论文; 排水沟论文; 《基层建设》2018年第7期论文;